Тема 18. Задачи с параметром
18.27 Четность как частный случай симметрии
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи с параметром
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#18305

Найдите все значения параметра a,  при которых уравнение

      2   2
cosx − x − a =a|x|− 3

имеет ровно одно решение.

Показать ответ и решение

Преобразуем исходное уравнение:

      2   2                     2   2
cosx − x − a =a|x|− 3  ⇔   cosx − x − a +3 = a|x|

Пусть              2   2
f(x)= cosx− x − a + 3,  g(x) =a|x|.  Заметим, что и f(x),  и g(x)  являются четными функциями. Функция  f(x)  четна, так как это разность четных функций y = cosx  и y = x2+ a2− 3.  Функция g(x)  четна, так как это произведение четной функции y =|x| и константы a.

Следовательно, если x0  является корнем исходного уравнения, то − x0  тоже является его корнем. Значит, если при некотором значении параметра a  исходное уравнение имеет какой-то корень, отличный от x= 0,  то корней хотя бы 2.

В условии нас просят найти такие значения параметра a,  при которых уравнение имеет ровно один корень. Следовательно, этот корень должен быть равен 0. Пусть x= 0,  тогда

cos(0)− 02− a2 = a⋅|0|− 3  ⇔   1− a2 = −3  ⇔

                ⌊
     2          ⌈a= 2
⇔   a  = 4  ⇔    a= −2

Мы получили два значения параметра a,  при которых возможно такое, что исходное уравнение имеет ровно один корень. При других значениях параметра x =0  не является корнем, значит, при таких значениях параметра количество корней уравнения четно, что противоречит условию. Осталось проверить действительно ли при a = 2  и a= −2  уравнение имеет ровно один корень. Пусть a= 2,  тогда

cosx − x2− 22 +3 = 2|x| ⇔   cosx − x2 − 1 = 2|x| ⇔

⇔   cosx= |x|2+ 2|x|+ 1  ⇔   cosx= (|x|+ 1)2

Заметим, что cosx ≤1  при любом x,  а       2
(|x|+ 1) ≥ 1  при любом x.  Тогда равенство возможно только если обе части равны 1, то есть

                   (
            2      { cosx= 1
cosx= (|x|+ 1)  ⇔   ( (|x|+ 1)2 =1     ⇔

    ({
⇔     x= 2πn    ⇔   x = 0
    ( x= 0

Следовательно, при a= 2  исходное уравнение действительно имеет ровно один корень.

Пусть a = −2,  тогда

cosx− x2− (− 2)2 +3 = −2|x|  ⇔   cosx− x2− 1= −2|x|  ⇔

⇔   cosx= |x|2− 2|x|+ 1  ⇔   cosx= (|x|− 1)2

Заметим, что на промежутке   π
[0;-2]  косинус убывает, при этом в точке     π
x = 2  его значение равно 0, значит, в точке x = 1  значение косинуса больше 0.

Тогда рассмотрим функцию y = (|x|− 1)2.  На промежутке [1; π2]  она возрастает, причем в точке x= 1  значение этой функции равно 0, а значит, значение в точке x = π
    2  больше 0. Тогда мы можем схематично нарисовать графики левой и правой частей уравнения на промежутке   π
[0;2]:

PIC

По картинке видно, что графики пересекаются на отрезке [1; π],
  2  следовательно, при a =− 2  у исходного уравнения есть корень, отличный от 0. Значит, a = −2  нам не подходит.

Тогда исходное уравнение имеет ровно одно решение при a = 2.

Ответ:

a ∈{2}

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

4

Недостаточное обоснование либо в ходе рассмотрения функций, либо при решении уравнений

3

Верно найдены потенциальные значения параметра, но проверка не выполнена

2

Введена и верно исследована функция

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

4

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!